The ability to specify a pressure condition at one or more boundaries of a computational region is an important and useful computational tool. Pressure boundaries represent such things as confined reservoirs of fluid, ambient laboratory conditions, and applied pressures arising from mechanical devices.

경계 조건 – 압력

계산 영역의 하나 이상의 경계에서 압력 조건을 지정할 수 있다는 것은 중요하고 유용한 계산 방법입니다.  압력 경계는 유체 밀폐 용기, 실험실 주변 조건 기계 장치에서 가해지는 압력의 종류를 나타냅니다.

Generally, a pressure condition cannot be used at a boundary where velocities are also specified, because velocities are influenced by pressure gradients. The only exception is when pressures are necessary to specify the fluid properties, e.g., density crossing a boundary through an equation of state.

일반적으로 압력 조건은 속도가 동시에 지정되어 있는 경계는 사용할 수 없습니다.  이것은 속도가 압력 구배의 영향을 받기 때문입니다.  유일한 예외는 상태 방정식에 의해 유체의 특성, 예를 들어 경계를 넘는 밀도 등을 지정할 때 압력이 필요한 경우입니다.

Types of Pressure Boundary Conditions

There are typically two types of pressure boundary conditions, referred to as static or stagnation pressure conditions. In a static condition the pressure is more or less continuous across the boundary, and the velocity at the boundary is assigned a value based on a zero normal-derivative condition across the boundary.

압력 경계 조건의 종류

일반적으로 압력 경계 조건 두 가지는 각각 정압 조건, stagnation 압력 조건이라고합니다.  정압 조건에서 압력 경계를 넘어도 거의 연속되어 있고, 경계의 속도는 경계와 교차하는 제로 법선 미분 조건에 따라 값이 할당됩니다.

In contrast, a stagnation pressure condition assumes stagnation conditions outside the boundary so that the velocity at the boundary is zero. This assumption requires a pressure drop across the boundary for flow to enter the computational region.

대조적으로, stagnation 점 압력 조건은 경계의 속도가 제로가 되도록 경계의 외부 stagnation 조건을 가정합니다.  이처럼 가정에는 흐름이 계산 영역에 들어가기 위하여 경계와 교차하는 압력 손실이 필요합니다.

Since the static pressure condition assumes only that the normal fluid velocity at the boundary has a zero gradient, it is less specific than the stagnation pressure condition. In this sense the stagnation pressure condition is generally more physical and is recommended for most applications.

정압 조건은 경계의 유체 법선 속도가 제로 경사인 것만을 상정하고 있기 때문에, stagnation 점 압력 조건만큼 구체적이지는 않습니다.  이러한 의미에서 stagnation 점 압력 조건 쪽이 일반적으로 물리적이기 때문에 대부분의 용도에 권장됩니다.

Pressure Boundary Example

For example, consider the problem of flow in a section of pipe. On the one hand, if the upstream end of the computational region coincides with the physical entrance to the pipe then a stagnation condition should be used to represent the external ambient conditions as a large reservoir of stationary fluid. On the other hand, if the upstream boundary of the computing region is inside the pipe, and many diameters away from the entrance, then the static pressure condition would be a more reasonable approximation to flow conditions at that location.

압력 경계의 예

예를 들어, 파이프의 일부 흐름의 문제에 대해 생각합니다.  한편, 계산 영역의 상류측 끝 부분이 파이프의 물리적 입구와 일치하는 경우는 stagnation 조건을 사용하여 외부 환경 조건을 정한 유체의 큰 용기로 표현해야합니다.  다른 한편으로, 계산 영역의 상류 경계가 파이프에 있으며 직경이 입구에서 크게 떨어져있는 경우는 정압 조건이 해당 위치에서 흐름 조건보다 합리적인 근사치입니다.